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Beschreibung
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Vergasungsölbrenner Die Erfindung betrifft einen Vergasungsölbrenner
mit einer ölzerstäubervorrichtung und einem stromabwärts derselben koaxial in einem
im wesentlichen zylindrischen Flammrohr angeordneten Mischrohr.
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Solche Vergasungsölbrenner sind beispielsweise aus der DE-OS 29 18
416 bekannt. Bei Vergasungsölbrennern dieser Art bildet sich längs des Mischrohres
ein Temperaturgefälle aus, wobei die Temperatur am stromabwärts des Mischrohres
gelegenen Ende Werte annehmen kann, die oberhalb der Gefügeveränderungstemperatur
des Mischrohrwandmaterials liegen und bis zur Verzunderungstemperatur ansteigen
können.
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In diesem hocherhitzten Bereich des Mischrohres treten infolge der
hohen Temperatur Gefügeveränderungen auf, die dazu führen, daß sich die Mischrohrwand
unkontrolliert verformt, insbesondere ausdehnt. Diese unkontrollierte Verformung
beeinflußt einerseits die Strömungsverhältnisse in unvorhersehbarer Form, andererseits
besteht durch
diese Verformung und die dabei auftretenden Spannungen
die Gefahr, daß das Mischrohr im Endbereich zerstört wird.
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Es ist Aufaabe der Erfindung, unkontrollierte Verformungen des Mischrohres
in dem stromabwärts gelegenen Endbereich desselben zu verhindern.
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Diese Aufgabe wird bei einem Vergasungsölbrenner der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Mischrohr an seinem stromabwärts gelegenen
Ende über seinen Umfang verteilte, achsparallele Schlitze trägt, die bis zum Rand
des Mischrohres reichen.
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Durch diese Längsschlitze wird der Endteil des Mischrohres, der sich
auf einer Temperatur oberhalb der Gefügeveränderungstemperatur befindet, in schmale
Zungen unterteilt, deren Volumen unbehindert von benachbarten Zungen zunehmen kann,
wenn Gefügeänderungen eintreten, so daß trotz der Volumenszunahme keine unerwünschten
Verformungen auftreten.
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Es ist dabei vorteilhaft, wenn die Schlitze an ihrem vom Rand des
Mischrohres entfernten Ende bis in einen Mischrohrbereich führen, in dem die Betriebstemperatur
unterhalb der Gefügeveränderungstemperatur des Mischrohrmaterials liegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Schlitze
unterschiedlich breit sind. Dies kann aus Gründen der Geräuschdämpfung und/oder
der Beeinflussung des Luft/Brennstoff-Mischungsverhältnisses im Rezirkulationsraum
des Brenners von Vorteil sein.
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Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Schlitze an ihrem dem Mischrohrrand
abgewandten Ende in einer kreisförmigen
oder elliptischen öffnung
in der Mischrohrwand enden. Diese Öffnungen haben einerseits eine geräuschmindernde
Wirkung, andererseits werden durch die öffnungen Materialspannungsübertragungen
durch Entlastung vereinfacht. Günstig sind diese Öffnungen auch zur Durchführung
von Zündelektroden in das Innere des Mischrohres, mit denen das innenfließende,
zündfähige Brennstoff-Luft-Gemisch mit einem Zündfunken erreicht werden kann.
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Zur Verstärkung der Geräuschdämpfung kann vorgesehen sein, daß längs
der Schlitze weitere öffnungen in der Mischrohrwand vorgesehen sind, durch die die
Schlitze hindurchlaufen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verengen oder erweitern
sich die Schlitze in Längsrichtung keilförmig.
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Auch diese Formgebung dient in ähnlicher Weise wie die unterschiedliche
Breite der Schlitze einerseits der Geräuschdämpfung und andererseits der Beeinflussung
des Luft/Brennstoff-Mischungsverhältnisses im Rezirkulationsraum des Brenners.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Mischrohrwandteile zwischen
benachbarten Schlitzen gegenüber der Mischrohrlängsachse nach innen oder nach außen
abgewinkelt sind. Eine solche Ausgestaltung kann die Strömungsdurchmischung im Mischrohrendbereich
verbessern. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn benachbarte, durch nebeneinanderliegende
Schlitze gebildete Wandteile abwechselnd nach innen und nach außen gebogen sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen,
daß
die von benachbarten Schlitzen gebildeten Wandteile des Mischrohres an ihrem freien
Ende über einen Teil der Schlitzlänge gegenüber der Mischrohrlängsachse abgebogen
sind. Auch durch diese Ausgestaltung kann die Durchmischung im stromabwärtigen Endbereich
des Mischrohres intensiviert werden.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die abgebogenen freien Enden gegenüber
der Mischrohrlängsachse zwischen 450 und 900 abgebogen sind. Die abgebogenen freien
Enden können alle nach innen, alle nach außen oder abwechselnd nach innen oder nach
außen gebogen sein.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen: Figur
1 eine schematische Längsschnittansicht durch einen Vergasungsölbrenner; Figur 2
eine Längsschnittansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles eines Mischrohres;
Figur 3 eine Ansicht ähnlich Figur 2 eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels
eines Mischrohres; Figur 4 eine Ansicht ähnlich Figur 2 eines weiteren bevorzugten
Ausführungsbeispieles eines Mischrohres;
Figur 5 eine Ansicht ähnlich
Figur 2 eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispieles eines Mischrohres; Figur
6 eine Ansicht ähnlich Figur 2 eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispieles
eines Mischrohres und Figur 7 eine Ansicht ähnlich Figur 2 eines weiteren bevorzugten
Ausführungsbeispieles eines Mischrohres.
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Der in der Zeichnung dargestellte Vergasungsölbrenner 2 weist eine
Kammer 4 auf, in der in üblicher Weise auf einem Düsenstock 8 eine Druckzerstäuberdüse
6 gehaltert ist. Vor der Mündung der Zerstäuberdüse 6 ist eine als Blende ausgebildete
Blendenwand 10 mit einem Blendendurchlaß 12 angeordnet, der koaxial zur Achse der
Zerstäuberdüse 6 liegt.
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Stromabwärts des Blendendurchlasses 12 ist ebenfalls koaxial zur Achse
der Zerstäuberdüse 6 ein Mischrohr 14 angeordnet, welches sich koaxial in einemFlammrOhr
16 befindet, dessen stromaufwärtiges Ende dichtend mit der Blendenwand 10 verbunden
ist.
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Das der Blendenwand 10 benachbarte Ende des Mischrohres 14 weist mehrere
in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze 18 auf, durch welche Gas aus dem Ringraum
20 zwischen Flammrohr und Mischrohr in das Mischrohr eintreten kann.
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Am stromabwärts gelegenen Ende 22 sind in der Wand des Mischrohres
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achsparallel Schlitze 24 angeordnet, die sich vom stromabwärts gelegenen Rand 26
über einen Teil der Mischrohrlänge erstrecken. Die über den Umfang des Mischrohrs
verteilten Schlitze 24 bilden dabei zwischen sich zungenförmige Wandteile 28 aus.
Die Länge der Schlitze ist so gewählt, daß ihr dem Rand 26 abgewandtes Ende in einem
Wandbereich des Mischrohres liegt, der beim Betrieb des Vergasungsölbrenners nur
auf eine unterhalb der Gefügeänderungstemperatur des Mischrohrwandmaterials liegende
Temperatur erwärmt wird, d.h., die in Stromrichtung zunehmende Temperatur des Mischrohres
erreicht erst im Bereich der Schlitze die Gefügeänderungstemperatur Die zungenförmigen
Wandteile 28 können sich auch beim Eintreten einer Gefügeveränderung ungezwungen
verformen, wobei sie sich aufgrund der Schlitzbreite nicht gegenseitig behindern.
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Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in das Mischrohr
gleichmäßig über den Umfang verteilte Schlitze 24 gleicher Breite eingebracht. Die
Schlitze können jedoch in verschiedener Weise abgewandelt werden, wie im folgenden
anhand der Figuren 2 bis 7 erörtert wird, in denen verschiedene Ausführungsbeispiele
von längsgeschlitzten Mischrohren dargestellt sind.
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Das Mischrohr der Figur 2 entspricht dem der Figur 1, d.h.
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es trägt über den Umfang im wesentlichen gleichmäBig-verteilte, gleich
breite Schlitze.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 enden die Schlitze an ihrem
dem Rand 26 abgewandten Ende in kreisförmigen Offnungen 30, die einerseits dem Abbau
von Spannungen in der
Mischrohrwand dienen, die aber andererseits
auch zur Geräuschminderung des Brennerbetriebes beitragen. SchlieBlich können diese
öffnungen vorteilhaft verwendet werden, um eine Zündelektrode- in das Mischrohrinnere
einzuführen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 laufen die Schlitze zusätzlich
durch weitere öffnungen 32 in der Mischrohrwand, die ebenfalls zur Geräuschminderung
beitragen.
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Die Schlitze im Mischrohr können eine unterschiedliche Breite haben,
wie sich aus dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 ergibt. Auch diese Maßnahme trägt
zur Geräuschdämpfung bei.
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Weiterhin ist durch diese unterschiedliche Breite der Schlitze eine
Beeinflussung des Luft/Brennstoff-ischungsverhältnisses in dem als Rezirkulationsraum
dienenden Ringraum 20 möglich.
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Eine ähnliche Wirkung läßt sich dadurch erzielen, daß man die Schlitze
in Strömungsrichtung erweitert (Figur 6 untere Hälfte) oder verengt (Fiaur 6 oberer
Teil) . Dabei kann ein Mischrohr entweder nur sich verengende oder nur sich erweiternde
Schlitze aufweisen, es können aber auch sich verengende und sich erweiternde Schlitze
nebeneinander am selben Mischrohr vorgesehen sein.
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Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführtingsbeispiel sind in der
oberen Hälfte die zungenförmigen Wandteile 28 gegenüber der Rohrlängsachse schräg
angeordnet, d.h. sie sind im Bereich ihres Ansatzes an der undurchbrochenen Mischrohrwand
abgewinkelt. Diese Abwinklung kann nach innen gerichtet sein, wie dies in Figur
7 in der oberen Hälfte dargestellt ist,
jedoch können die Zungen
auch nach außen gebogen sein.
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Weiterhin ist es möglich, daß die freien Enden 34 der Zungen gegenüber
der Rohrlängsachse abgewinkelt sind, und zwar wahlweise nach innen oder nach außen,
vorzugsweise unter Winkeln gegenüber der Rohrlängsachse zwischen 450 und 900. Sowohl
parallel zur Rohrlängsachse verlaufende zungenförmige Wandteile 28 als auch selbst
gegenüber der Rohrlängsachse abgewinkelte zungenförmige Wandteile können derartige
abgewinkelte freie Enden tragen, wobei sowohl die Abwinklung der Wandteile als auch
die Abwinklung der freien Enden der Wandteile entweder nur nach innen, nur nach
außen oder abwechselnd nach innen und nach außen gerichtet sein kann. Die Abwinklung
der Wandteile und der freien Enden derselben führt zu einer Intensivierung der Durchmischung
des Gasgemisches im Endbereich des Mischrohres und verbessert dadurch die Verbrennung.
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Die vorstehend erörterten unterschiedlichen Schlitzformen können auch
miteinander kombiniert werden, beispielsweise können auch bei sich verengenden oder
erweiternden Schlitzen öffnungen 30 und 32 vorgesehen sein, ferner können auch in
diesem Falle die zungenförmigen Wandteile 28 selbst oder im Bereich ihrer freien
Enden abgebogen sein.
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Bei Konstruktionen mit zwei konzentrischen Mischrohren, bei denen
das eine das andere zumindest teilweise umgibt, können beide Mischrohre geschlitzt
sein, es ist aber auch möglich, daß nur das innere oder nur das äußere geschlitzt
ist.